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KR102391924B1 - 무인 비행체의 비행 경로 계획 방법 및 장치 - Google Patents

무인 비행체의 비행 경로 계획 방법 및 장치 Download PDF

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KR102391924B1
KR102391924B1 KR1020210134216A KR20210134216A KR102391924B1 KR 102391924 B1 KR102391924 B1 KR 102391924B1 KR 1020210134216 A KR1020210134216 A KR 1020210134216A KR 20210134216 A KR20210134216 A KR 20210134216A KR 102391924 B1 KR102391924 B1 KR 102391924B1
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KR
South Korea
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unmanned aerial
aerial vehicle
setting
maximum
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Prior art date
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Active
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KR1020210134216A
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English (en)
Inventor
문태호
김학준
Original Assignee
한화시스템 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 어떤 종류의 임무장비를 사용하더라도 비행 경로 계획 단계에서 입력 받을 수 있는 정보를 활용하여 사전에 임무장비 목적 및 성능을 고려한 비행 경로를 계획 할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

무인 비행체의 비행 경로 계획 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF ROUTE PLANNING OF UNMANNED AIR VEHICLE}
본 발명은 무인 비행체의 비행 경로를 계획하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 무인 비행체의 임무통제장치 및 가시선무선통신 장치의 구성도를 나타낸다.
임무통제장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 모니터(320), 비행통제컴퓨터(310), 실시간처리컴퓨터(330), 제어장치(340), CDMA 모뎀(350)을 포함할 수 있다.
상기 비행통제컴퓨터(310)에는 임무계획·비행통제·영상조종 기능을 통합한 임무통제소프트웨어가 탑재되며, 상기 임무통제소프트웨어는 상기 실시간처리컴퓨터(330)와 이더넷(TCP/IP) 통신으로 상기 무인 비행체에 신호를 전송하고, 상기 무인 비행체 및 임무장비의 각종 정보를 수신받아 디코딩하며 상기 정보를 모니터 등의 화면에 도시한다. 상기 임무통제소프트웨어는 객체지향언어(Object Oriented Programming)인 C++을 이용하여 개발하였으며, 상기 임무계획·비행통제·영상조종 기능은 클래스와 객체화하여 사용자가 선택한 객체(즉, 상기 임무계획, 비행통제, 영상조종)가 상기 모니터(320, 화면)에 도시된다.
만약 사용자(조종사)가 상기 무인 비행체를 통제하고자 할 때는 상기 임무통제소프트웨어에서 상기 비행조종 버튼을 누르고 비행계기를 모니터링하면서 상기 제어장치(터치패널, 조종기, 노브, 조이스틱 등)로 무인 비행체를 통제할 수 있고, 상기 영상조종 버튼을 누르면 객체화되어 숨겨있던 영상조종화면이 상기 모니터(320)에 출력되어 감시정찰영상을 모니터링하면서 상기 조이스틱을 이용하여 상기 무인 비행체의 임무장비를 조종할 수 있다.
도 2는 일반적인 통신 가시선 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.
제어기는 201 단계에서 하타 모델(Hata model)을 이용하여 경로 손실 모델을 계산한다. 하타 모델(Hata model)에는 도심, 교외, 개방 환경에 따른 모델로 구분되어 지는데 지상 무인 전투체계에서 운용되는 지상무인 차량은 개방 환경에 근접하기 때문에 개방 영역 모델(Open area Model)을 적용할 수 있다.
제어기는 203 단계에서 기지국과 단말기 간의 최대 통달 거리를 예측한다.
제어기는 205 단계에서 미리 결정된 가중치를 고려한 프레넬 영역 연산 및 통달 거리 예측 결고를 반영하여 통신 가시선을 분석한다. 이후 제어기는 207 단계에서 통신 가시선 분석 결과를 표시한다.
한편, 일반적으로 무인 비행체는 조종사가 직접 탑승하지 않고 지상에서 제어함으로써 동작하는 항공기를 의미한다. 이러한 무인 비행체의 비행 경로 계획은 무인 비행체가 이륙하기 전 지상통제장치를 통해 계획하게 된다. 일반적으로 비행 경로 계획 시 미리 설정된 제한구역을 제외한 공역에서 항로를 설정한다. 운용자는 비행체를 운용하는 상황에 맞춰 이륙, 순항, 임무수행, 착륙, 비상상황과 같이 운용 상황에 맞는 시나리오를 수립하고 이를 위한 항로점을 설정한다. 이 때 지상통제장치는 탑재된 지도를 전시할 때 제한구역 및 통신장비 통달 거리를 시각화하여 표시하여 운용자가 제한조건에 맞는 항로점을 설정할 수 있도록 보조한다. 이후 비행 계획에 맞춰 무인 비행체가 비행하며 임무를 수행하는 단계에는 무인 비행체의 비행조종컴퓨터가 실시간으로 공간정보, 환경정보, 장비정보를 분석하고, 계획된 경로에 기반하여 운항상태를 제어한다. 이 때 탑재장비는 비행조종컴퓨터로부터 항법정보를 전달받아 위치, 시간과 같은 수행조건으로 계획되어 있는 임무를 수행한다. 운용자는 임무장비의 수행 결과를 확인하여 임무장비가 목적을 달성한 경우 기존의 비행 계획대로 비행을 진행하고, 목적을 달성하지 못한 경우 지상통제장치를 통해 비행 계획을 수정하여 무인 비행체에 전달한다.
무인 비행체에 탑재되는 임무장비의 종류는 무장, 감시장비, 통신장비 등 다양한 유형의 임무장비가 탑재 될 수 있으며 동일한 유형의 임무장비도 각 목적에 따라 상이한 성능을 가지고 있다. 종래의 지상통제장치의 비행 경로 계획 방식은 무인 비행체가 비행할 공간에 대한 지형 및 환경 정보 그리고 비행체 기체 성능 정보만을 활용하여 비행 경로를 계획하였다. 그러나 임무장비의 목적과 성능을 사전에 비행 계획 단계에서 고려하지 않는 경우 비행 중 실시간으로 비행조종컴퓨터 혹은 운용자의 판단으로 비행 경로 수정이 필요하며 불필요한 비행을 하거나 무인 비행체가 의도치 않은 돌발 상황에 처하게 될 수 있다.
본 발명은 무인 비행체의 비행 경로를 효율적으로 계획하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 무인 비행체의 비행 경로 계획 시, 임무장비의 특성을 고려하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 무인 비행체의 비행 경로 계획 장치에 있어서, 사전정보에 포함된 공간 설정정보를 기반으로 하여 상기 무인 비행체가 운용되는 구역별 특성에 맞는 기본 제한조건을 반영하여 상기 경로점의 유효성을 분석하고, 분석 결과를 경로 설정부로 전송하는 공간 설정부; 상기 사전정보에 포함된 비행체 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점의 유효성을 분석하고, 분석 결과를 상기 경로 설정부로 전송하는 비행체 설정 분석부; 상기 사전정보에 포함된 임무장비 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점의 유효성을 분석하고, 분석 결과를 상기 경로 설정부로 전송하는 임무장비 설정 분석부; 상기 공간 설정부, 상기 비행체 설정 분석부, 상기 임무장비 설정 분석부의 분석 결과를 기반으로 하여 비행 경로를 계획하는 경로 설정부; 및 상기 경로 설정부의 비행 경로 계획 결과를 보여주는 가시화부를 포함함하고, 상기 사전정보는 상기 무인 비행체의 운용자로부터 입력된 정보를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무인 비행체의 비행 경로 계획 방법에 있어서, 상기 비행 경로 계획을 위한 사전정보를 입력받는 제1 과정; 경로점을 입력받는 제2 과정; 상기 사전정보에 포함된 공간 설정정보를 기반으로 하여 상기 무인 비행체가 운용되는 구역별 특성에 맞는 기본 제한조건을 반영하여 상기 경로점의 유효성을 분석하는 제3 과정; 상기 사전정보에 포함된 비행체 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점의 유효성을 분석하는 제4 과정; 상기 사전정보에 포함된 임무장비 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점의 유효성을 분석하는 제5 과정; 상기 분석 결과를 기반으로 하여 비행 경로를 계획하는 제6 과정; 및 상기 비행 경로 계획 결과를 보여주는 제7 과정을 포함하고, 상기 사전정보는 상기 무인 비행체의 운용자로부터 입력된 정보를 포함한다.
본 발명은 무인 비행체의 비행 경로 계획 시, 임무장비의 특성을 고려하여 효율적으로 비행할 수 있다.
본 발명은 임무 목표 달성 활률을 높일 수 있다.
도 1은 무인 비행체의 임무통제장치 및 가시선무선통신 장치의 구성도를 나타낸다.
도 2는 일반적인 통신 가시선 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지상통제장치 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 지상통제장치의 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비행경로 계획 실시 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 임무장비의 제약사항을 확인하는 실시 예시도이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 발명에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 발명에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 발명에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상술한 어떤 구성요소가 상술한 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소와 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 AP(application processor))를 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명은 어떤 종류의 임무장비를 사용하더라도 비행 경로 계획 단계에서 입력 받을 수 있는 정보를 활용하여 사전에 임무장비 목적 및 성능을 고려한 비행 경로를 계획 할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지상통제장치 구성도이다.
무인 비행체 비행 경로 계획을 위해 운용자는 지상통제장치를 사용하여 계획한다.
지상통제장치는 도 3에서 도시하는 바와 같이, 비행 경로 계획을 수행하기 위해 가시화부(301), 공간 설정부(303), 비행체 설정 분석부(305), 임무장비 설정 분석부(307) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가시화부(301)는 지도를 기반으로 입력받은 공간정보를 지도상에 표시하고, 운용자가 입력한 경로점에 대한 유효성 분석결과를 바탕으로 비행 경로 계획 결과를 전시하도록 구성될 수 있다.
상기 공간 설정부(303)는 공간 설정정보를 입력받아 무인 비행체가 운용되는 구역별 특성에 맞는 기본 제한조건을 반영하여 입력된 경로점의 유효성을 분석하고 분석 결과를 가시화부(301)를 통해 보여준다. 상기 공간 설정정보는 지형정보, 운용지역정보, 통신구역정보 등을 포함할 수 있다.
상기 비행체 설정 분석부(305)는 입력받은 비행체 설정정보를 바탕으로 사용자가 입력한 경로점의 유효성을 분석하고, 분석 결과를 가시화부(301)를 통해 보여준다.
상기 임무장비 설정 분석부(307)는 입력받은 임무장비 설정정보를 바탕으로 사용자가 입력한 경로점의 유효성을 분석하고 분석 결과를 가시화부(301)를 통해 보여준다. 사전 정보는 무인 비행체의 운용자로부터 입력된 정보이고, 공간 설정정보, 비행체 설정정보, 임무장비 설정정보 등을 포함할 수 있다.
추가적으로 가능한 실시 예로써, 상기 공간 설정부(303), 상기 비행체 설정 분석부(305), 상기 임무장비 설정 분석부(307)의 분석 결과는 가시화부(301)를 통해 보여주기 전에 도면에 도시되지 않은 경로 설정부에서 상기 분석 결과를 기반으로 하여 비행 경로를 계획하고, 상기 경로 설정부의 비행 경로 계획 결과를 보여줄 수 있도록 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 지상통제장치의 동작 흐름도이다.
지상통제장치는 401단계, 403 단계, 405 단계에서 무인 비행체 운용자로부터 비행 경로를 계획할 때 필요한 사전 정보를 입력 받는다. 사전 정보는 공간 설정정보, 비행체 설정정보, 임무장비 설정정보 등을 포함할 수 있다.
지상통제장치는 407 단계에서 운용자가 경로점을 입력을 위한 사전정보입력을 완료한 경우 경로점을 입력받는다. 경로점 입력이 완료되면, 지상통제장치는 409 단계 내지 415 단계에서 해당 경로점에 대한 유효성을 확인한다. 지상통제장치는 417 단계에서 유효한 경로점에 한하여 이전 경로점과의 항로를 설정한다. 항로는 필요한 비행특성을 고려하여 최단거리 직선항로 혹은 우회, 선회 경로로 설정될 수 있다.
지상통제장치의 공간 설정부(303)는 운용자로부터 공간 설정을 위한 정보(이하, "공간 설정 정보"라 칭함)를 입력 받는다. 공간 설정 정보는 모든 경로점 설정시 적용되는 정보로 제한 구역, 기동 구역, 통신 구역에 대한 설정을 수행하기 위해 필요한 정보이다.
제한구역을 설정하기 위해 제한구역 설정정보를 활용하여 비행 금지 구역을 설정하여 경로 계획시 설정이 불가능하도록 한다.
기동구역은 이륙, 착륙, 비상착륙과 같은 무인 비행체의 특정 운용 상황이 필요한 구역을 지정한다. 각 운용 상황마다 선회 반경, 필수 이동 거리 등 무인 비행체의 운용 조건 및 특성이 달라지기 때문에 별도의 구역을 지정하고, 해당 구역에 경로점을 설정하는 경우 비행체 설정 정보를 구역 특성에 맞도록 분석하고 결과를 경로 계획에 반영한다.
통신구역 설정은 무인 비행체와 지상통제장치간 통신을 위해 사용하는 가시선 통신장비의 통신가능 구역을 설정하는 것으로 통신장비의 통달거리와 무인 비행체 운용구역내 지형의 고도에 따라 결정된다. 이를 위해 지구 곡률 및 지형 고도정보를 활용하여 가신선분석을 실시하고 통신이 가능한 범위를 통신구역으로 설정한다.
지상통제장치의 비행체 설정 분석부(305)는 무인 비행체의 기체성능에 대한 설정정보를 입력받아 경로점 설정시 실시간으로 유효성을 검사하는 역할을 수행할 수 있다. 지상통제장치는 운용대상 비행체의 선회반경, 최대 상승/하강 각, 최대 비행거리를 입력받는다. 기체 성능정보를 입력받은 후 운용자가 경로점을 설정하면 입력받은 정보를 기반으로 현재 입력된 경로점이 이전 경로점에서 진입하기에 충분한 위치, 고도로 설정됐는지 유효성을 검사한다.
지상통제장치의 임무장비 설정 분석부(307)는 무인 비행체에 탑재된 임무장비의 설정정보를 입력받아 경로점 설정시 실시간으로 유효성을 검사하는 부분이다. 지상통제장치는 운용대상 임무장비 사용을 위한 운용제한조건을 수신한다. 입력받는 설정정보는 최대/최소 운용거리, 최대/최소 가동범위(roll/pitch/yaw), 최대/최소 운용시간이다.
지상통제장치의 임무장비 설정 분석부(307)는 최대/최소 운용거리를 활용하여 입력받은 경로점과 기존에 설정된 임무목표점과의 거리가 임무장비를 사용하기에 유효한지 확인한다.
최대/최소 가동범위는 입력받은 경로점을 비행체가 비행하는 동안 가지는 자세값에 임무장비의 자세값을 계산하여 유효한 가동범위인지 확인한다.
최대/최소 운용시간은 임무장비 사용시 임무 목표 달성을 위해 필요한 시간이다. 지상통제장치의 임무장비 설정 분석부(307)는 해당 시간동안 최대/최소 운용거리와 가동범위를 유지할 수 있는지 경로점의 유효성을 확인한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비행경로 계획 실시 예시도이다.
참조번호 501 및 507은 비행체 정보 적용 경로점을 나타내고, 참조번호 503 및 505는 임무장비의 정보 적용 경로점을 나타낸다. 추가로, 참조번호 509는 임무목표를 나타낸다. 참조번호 511은 W2에서 W3까지의 항로 설정 시 임무장비의 최소 운용거리를 고려하기 위해 설정된 곡선을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 임무장비의 제약사항을 확인하는 실시 예시도이다.
참조번호 601 및 607은 비행체 정보 적용 경로점을 나타내고, 참조번호 603 및 605는 임무장비의 정보 적용 경로점을 나타낸다. 추가로, 참조번호 609는 임무목표를 나타낸다. 참조번호 611은 W2에서 W3까지의 항로 설정 시 임무장비의 최소 운용거리를 고려하기 위해 설정된 곡선을 나타낸다.
임무장비 설정 분석 예시로 도 6을 참조하면, W1 경로점(601) 이후 W2 경로점(603) 설정시 임무장비 운용고도 이하로 경로점 설정시 운용자에게 고도 제한조건 알림을 주고, 고도를 수정한다. 다음 T3위치 경로점 설정시 임무장비의 최소 운용거리를 고려하여 W2부터 W3까지의 항로를 최단거리 직선 항로가 아닌 곡선으로 W3 경로점(605)를 설정하며, 정해진 운용시간을 만족할때까지 임무장비를 운용하기 위해 W3 경로점(605)에 도달한 이후 임무목표(609)를 기준으로 운용거리를 유지하며 T3-T2 시간동안 선회(611)하는 비행 경로를 설정한다. W4 경로점(607) 설정시 임무장비 운용이 끝났기 때문에 임무장비 운용고도 이하로 고도 설정이 가능하다.
본 발명은 무인 비행체 운용자가 지상통제장치를 통해 사전에 비행경로계획시 임무장비의 특성까지 고려한 비행계획을 고려할 수 있다. 본 발명은 이를 통해 효율적인 무인 비행체의 비행 및 임무 목표 달성 확률을 높일 수 있다.
전술된 내용은 본 발명가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 무인 비행체의 비행 경로 계획 장치에 있어서,
    사전정보에 포함된 공간 설정정보를 기반으로 하여 상기 무인 비행체가 운용되는 구역별 특성에 맞는 기본 제한조건을 반영하여 사용자에 의해 입력된 복수의 경로점들의 유효성을 분석하고, 분석 결과를 경로 설정부로 전송하는 공간 설정부;
    상기 사전정보에 포함된 비행체 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점들의 유효성을 분석하고, 분석 결과를 상기 경로 설정부로 전송하는 비행체 설정 분석부;
    상기 사전정보에 포함된 임무장비 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점들의 유효성을 분석하고, 분석 결과를 상기 경로 설정부로 전송하는 임무장비 설정 분석부;
    상기 공간 설정부, 상기 비행체 설정 분석부, 상기 임무장비 설정 분석부의 분석 결과를 기반으로 하여 비행 경로를 계획하는 경로 설정부; 및
    상기 경로 설정부의 비행 경로 계획 결과를 표시하는 가시화부를 포함함하며,
    상기 사전정보는 상기 무인 비행체의 운용자로부터 입력된 정보를 포함하고,
    상기 임무장비 설정정보는 임무장비에 대한 최대/최소 운용거리, 최대/최소 가동범위(roll/pitch/yaw) 및 최대/최소 운용시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 비행 경로 계획 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공간 설정부는,
    상기 경로점들의 설정 시, 상기 공간 설정정보에 포함된 지형, 운용특성, 통신 제한조건에 대해 유효성 검사를 수행함을 특징으로 하는 무인 비행체의 비행 경로 계획 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비행체 설정 분석부는,
    상기 비행체 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점들에서의 비행체 기동을 분석함을 특징으로 하는 무인 비행체의 비행 경로 계획 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 임무장비 설정 분석부는,
    상기 최대/최소 운용거리를 이용하여 상기 경로점들과 미리 설정된 임무목표점 간의 거리가 상기 임무장비를 사용하기에 유효한지를 확인하며, 상기 최대/최소 가동범위를 이용하여 상기 무인 비행체가 상기 경로점들을 비행하는 동안에 상기 임무장비의 자세값이 유효한 가동범위인지 확인하고, 상기 최대/최소 운용시간 동안에 상기 최대/최소 운용거리와 상기 최대/최소 가동범위를 유지할 수 있는지를 기반으로 상기 경로점들의 유효성을 확인함을 특징으로 하는 무인 비행체의 비행 경로 계획 장치.
  5. 무인 비행체의 비행 경로 계획 방법에 있어서,
    상기 비행 경로 계획을 위한 사전정보를 입력받는 제1 과정;
    사용자로부터 복수의 경로점들을 입력받는 제2 과정;
    상기 사전정보에 포함된 공간 설정정보를 기반으로 하여 상기 무인 비행체가 운용되는 구역별 특성에 맞는 기본 제한조건을 반영하여 상기 경로점들의 유효성을 분석하는 제3 과정;
    상기 사전정보에 포함된 비행체 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점들의 유효성을 분석하는 제4 과정;
    상기 사전정보에 포함된 임무장비 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점들의 유효성을 분석하는 제5 과정;
    상기 분석 결과를 기반으로 하여 비행 경로를 계획하는 제6 과정; 및
    상기 비행 경로 계획 결과를 표시하는 제7 과정을 포함하며,
    상기 사전정보는 상기 무인 비행체의 운용자로부터 입력된 정보를 포함하고,
    상기 임무장비 설정정보는 임무장비에 대한 최대/최소 운용거리, 최대/최소 가동범위(roll/pitch/yaw) 및 최대/최소 운용시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 비행 경로 계획 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제3 과정은,
    상기 경로점들의 설정 시, 상기 공간 설정정보에 포함된 지형, 운용특성, 통신 제한조건에 대해 유효성 검사를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무인 비행체의 비행 경로 계획 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제4 과정은,
    상기 비행체 설정정보를 기반으로 하여 상기 경로점들에서의 비행체 기동을 분석하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무인 비행체의 비행 경로 계획 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제5 과정은,
    상기 최대/최소 운용거리를 이용하여 상기 경로점들과 미리 설정된 임무목표점 간의 거리가 상기 임무장비를 사용하기에 유효한지를 확인하는 과정;
    상기 최대/최소 가동범위를 이용하여 상기 무인 비행체가 상기 경로점들을 비행하는 동안에 상기 임무장비의 자세값이 유효한 가동범위인지 확인하는 과정; 및
    상기 최대/최소 운용시간 동안에 상기 최대/최소 운용거리와 상기 최대/최소 가동범위를 유지할 수 있는지를 기반으로 상기 경로점들의 유효성을 확인하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무인 비행체의 비행 경로 계획 방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170120475A (ko) * 2016-04-21 2017-10-31 한국전자통신연구원 무인 항공기의 운항 지원 장치 및 방법
KR20190134024A (ko) * 2018-05-24 2019-12-04 주식회사 엘케이스마트 임무 수행용 무인비행체의 임무 제어방법
JP2021002166A (ja) * 2019-06-20 2021-01-07 ソフトバンク株式会社 飛行航路決定装置、飛行航路決定システム、飛行航路決定方法および飛行航路決定プログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170120475A (ko) * 2016-04-21 2017-10-31 한국전자통신연구원 무인 항공기의 운항 지원 장치 및 방법
KR20190134024A (ko) * 2018-05-24 2019-12-04 주식회사 엘케이스마트 임무 수행용 무인비행체의 임무 제어방법
JP2021002166A (ja) * 2019-06-20 2021-01-07 ソフトバンク株式会社 飛行航路決定装置、飛行航路決定システム、飛行航路決定方法および飛行航路決定プログラム

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